半導(dǎo)體二極管幾乎應(yīng)用于所有的電子電路中,在許多電路中起著重要的作用。它是早期的半導(dǎo)體器件之一,應(yīng)用也非常廣泛。
二極管的應(yīng)用
1.整流二極管
利用二極管單向?qū)?,可以將交變方向的交流電轉(zhuǎn)換成單一方向的脈動(dòng)直流電。
2.開關(guān)元件
在直流電壓的作用下,二極管電阻很小,處于導(dǎo)通狀態(tài),相當(dāng)于一個(gè)接通的開關(guān);在反向電壓的作用下,電阻很大,處于斷開狀態(tài),就像一個(gè)打開的開關(guān)。利用二極管的開關(guān)特性,可以形成各種邏輯電路。
3.限制元件
二極管正向?qū)ê?,其正向壓降基本保持不?硅管為0.7V,鍺管為0.3V)。利用這一特性,作為電路中的限幅元件,可以將信號(hào)幅度限制在一定范圍內(nèi)。
4.跟隨二極管
在開關(guān)電源的電感和繼電器等感性負(fù)載中起繼電器作用。
5.檢波器二極管
在廣播中起探測(cè)作用。
6、變?nèi)荻O管
用于電視機(jī)的調(diào)諧器。
二極管的工作原理
晶體二極管是由P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體形成的pn結(jié),在其界面兩側(cè)形成空間電荷層,構(gòu)建自建電場(chǎng)。沒有外加電壓時(shí),pn結(jié)兩側(cè)載流子濃度差引起的擴(kuò)散電流等于自建電場(chǎng)引起的漂移電流,處于電平衡狀態(tài)。當(dāng)外界存在直流偏壓時(shí),外電場(chǎng)和自建電場(chǎng)的相互抑制增加了載流子的擴(kuò)散電流,引起正向電流。當(dāng)有外部反向偏壓時(shí),外部電場(chǎng)和自建電場(chǎng)進(jìn)一步增強(qiáng), 在一定的反向電壓范圍內(nèi)形成與反向偏置電壓值無關(guān)的反向飽和電流I0。當(dāng)施加的反向電壓高到一定程度時(shí),p-n結(jié)空間電荷層中的電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到臨
二極管類型
二極管有很多種,按使用的半導(dǎo)體材料可分為鍺二極管(Ge管)和硅二極管(Si管)。根據(jù)其用途的不同,可分為檢波二極管、整流二極管、齊納二極管、開關(guān)二極管、隔離二極管、肖特基二極管、發(fā)光二極管等。按管芯結(jié)構(gòu)可分為點(diǎn)接觸二極管、面接觸二極管和面接觸二極管。點(diǎn)接觸二極管是用一根細(xì)金屬絲壓在半導(dǎo)體晶片的光滑表面上,施加脈沖電流,使接觸線的一端與晶片牢固燒結(jié),形成“PN結(jié)”。由于是點(diǎn)接觸,只允許小電流(不超過幾十毫安)通過,適用于高頻小電流電路,如無線電檢測(cè)。表面接觸二極管的“PN結(jié)”具有大面積,這允許大電流 (從幾安培到幾十安培)才能通過,主要用于將交流電轉(zhuǎn)換成直流電的“整流”電路中。平面二極管是一種特殊的硅二極管,不僅能通過大電流,而且性能穩(wěn)定可靠,常用于開關(guān)、脈沖和高頻電路中。